إنتاج وحرق الطاقة لممارسة
يستخدم جسمك نوعين من التمثيل الغذائي أثناء التمرين لتوفير الوقود اللازم لعضلاتك. تعلم عن التمثيل الغذائي الهوائية واللاهوائية ، وكيف تعمل ، وماذا يعني بالنسبة لك عند ممارسة الرياضة.
التمثيل الغذائي اللاهوائي هو خلق الطاقة من خلال احتراق الكربوهيدرات في غياب الأكسجين. يحدث هذا عندما لا تتمكن رئتيك من وضع كمية كافية من الأوكسجين في مجرى الدم لمواكبة متطلبات عضلاتك للحصول على الطاقة.
يتم استخدامه بشكل عام فقط لفترات قصيرة من النشاط ، مثل عندما تذهب لعدو سريع عند الركض أو ركوب الدراجات أو عندما تقوم برفع أوزان ثقيلة.
عندما لا يكون هناك ما يكفي من الأكسجين في مجرى الدم ، لا يمكن تقسيم الجلوكوز والجليكوجين بالكامل إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. بدلا من ذلك ، يتم إنتاج حمض اللبنيك ، والتي يمكن أن تتراكم في العضلات وتؤدي إلى تدهور وظيفة العضلات.
الأيض الهوائي هو الطريقة التي يخلق بها جسمك الطاقة من خلال احتراق الكربوهيدرات والأحماض الأمينية والدهون في وجود الأكسجين. الاحتراق يعني حرق ، وهذا هو السبب في أن هذا يسمى حرق السكريات والدهون والبروتينات للطاقة. يستخدم الأيض الهوائي للإنتاج المستدام للطاقة لممارسة الرياضة ووظائف الجسم الأخرى. تتضمن أمثلة التمارين التي تستخدم الأيض الهوائي المشي أو الجري أو ركوب الدراجات بجهد مستديم.
وغالبًا ما ينتقل جسمك بين التمثيل الغذائي الهوائي واللاهوائي أثناء الأنشطة الرياضية والتمارين الرياضية التي تتطلب دفعات قصيرة من السباقات بالإضافة إلى الركض المستمر ، مثل كرة القدم والتنس وكرة السلة.
تعريف الأيض وأين يحدث
يشير التمثيل الغذائي إلى العمليات التي يستخدمها جسمك لتحطيم المغذيات ، وتشكيل مركبات يمكن للخلايا استخدامها للطاقة ، واستخدام هذه المركبات لتغذية الوظائف الخلوية. يفرز جسمك إنزيمات لتحطيم الطعام إلى السكريات والبروتينات والدهون. بعد ذلك ، يمكن لكل خلية من خلايا الجسم أن تأخذها وتستخدمها في عمليات التمثيل الغذائي الهوائية أو اللاهوائية لتشكيل ثلاثي الفوسفات الأدينوساين (ATP) وهو الوقود المستخدم في الخلية.
يتم حرق السعرات الحرارية من الطعام بهذه الطريقة لإنتاج الطاقة في كل خلية. يتضمن التمثيل الغذائي الكلي لجسمك تقلص العضلات ، والتنفس ، والدورة الدموية ، والحفاظ على درجة حرارة الجسم ، وهضم الطعام ، والقضاء على النفايات ، ووظائف الدماغ والجهاز العصبي. يسمى معدل حرق السعرات الحرارية معدل الأيض.
أثناء التمرين ، لا تقوم فقط بزيادة التمثيل الغذائي في العضلات ولكن أيضًا في الجهاز التنفسي والدورة الدموية. أنت في حاجة إلى معدل أسرع من التنفس ومعدل ضربات القلب لتوصيل الأوكسجين والمواد المغذية لعضلاتك. كما يجب أن يعمل جسمك بشكل أكبر لمنع ارتفاع درجة الحرارة ، مثل التعرق.
الأيض اللاهوائية مقابل الأيض الهوائية
التمثيل الغذائي اللاهوائي ليس بنفس كفاءة عملية الأيض الهوائية. يمكن لجزيء الجلوكوز إنتاج ثلاثة جزيئات ATP فقط تحت عملية الأيض اللاهوائي ، بينما ينتج 39 مع الأيض الهوائي. ATP هو ما يغذي العضلات.
يمكن للأيض اللاهوائي استخدام الجلوكوز والجليكوجين فقط ، في حين أن الأيض الهوائي يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تكسير الدهون والبروتينات. نوبات مكثفة من التمارين في منطقة اللاهوائية وفي منطقة الخط الأحمر مع معدل ضربات القلب أكثر من 85 في المئة من معدل ضربات القلب القصوى سوف يؤدي إلى استخدام الأيض اللاهوائي لتغذية العضلات.
في حين أن جسمك سيستخدم بطبيعة الحال مسارات الطاقة التي ستحصل على أفضل ما يمكن إنجازه ، فلديك خيار في كيفية ممارسة التمارين الرياضية. تم تصميم برامج تدريبية لمختلف الرياضات والأنشطة لتحقيق الاستفادة الأفضل من الأيض الهوائية واللاهوائية.
كيف الأيض اللاهوائية وحامض اللبنيك تؤثر عليك أثناء التمرين
حمض اللاكتيك هو منتج ثانوي من تحلل السكر اللاهوائي والأيض اللاهوائي ، وكلاهما يحدث أثناء التمرين المضني. على الرغم من أن حمض اللاكتيك يستخدم كوقود للقلب ، إلا أن كمية كبيرة من حمض اللاكتيك في العضلات الهيكلية تبطئ من التقلصات ، مما يمنعك من الحفاظ على أعلى أداء.
عندما تستخدم عضلاتك عملية الأيض اللاهوائي ، ينتج حمض اللاكتيك في خلايا العضلات. مع تمرين كثافة معتدلة ، فإنه قادر على الانتشار خارج الخلايا ، ولكن مع تقلصات العضلات القوية التي يبنيها. عند بناء المزيد والمزيد من حمض اللاكتيك ، تحرق عضلاتك وتتعب.
في كثير من الأحيان ، يتم الشعور بهذا في أنشطة مثل رفع الأثقال ، ولكن يمكنك الوصول إليه عند الركض أو ركوب الدراجات في سباق أو صعود. تضطر إلى التراجع والبطء حتى تتمكن عضلاتك من الانتعاش وتسمح لحامض اللاكتيك بالانتشار من الخلايا. تتم معالجة حمض اللاكتيك من قبل الكبد إلى الجلوكوز لاستخدامه في الوقود ، واستكمال الدورة.
فيما يلي بعض الحقائق المفيدة حول كيفية تأثير عملية الأيض اللاهوائية على جسمك أثناء التمرين:
- يستخدم رفع الأثقال وممارسة تمارين القوة الأخرى عملية الأيض اللاهوائي عند توفير جهد شاق في فترة زمنية قصيرة.
- عند تشغيل أو ركوب الدراجات بسرعة كبيرة يتحول جسمك إلى الأيض اللاهوائي للحصول على ما يكفي من الطاقة.
- تستخدم عضلات العدّاء عملية الأيض اللاهوائي لتغذية عضلاتها خلال سرعة سيرها القصيرة.
- ينتج التمثيل الغذائي اللاهوائي حامض اللبنيك ، الذي يمكن أن يتراكم في العضلات إلى النقطة التي "تشعر بالحرق". هذا الإحساس بالحرق هو أحد الآثار الجانبية الطبيعية لعملية الأيض اللاهوائي.
- تعتمد الألياف العضلية سريعة التمزق بشكل أكبر على التمثيل الغذائي اللاهوائي للتقلصات السريعة ، ولكنها تعب بسرعة أكبر أيضًا.
- مع فترات عالية الكثافة ، يمكنك تحويل التمارين الرياضية عادة مثل التحمل إلى ممارسة التمارين اللاهوائية حيث أن عملية الأيض اللاهوائية مطلوبة بمجرد تجاوز نسبة 90 في المائة من معدل ضربات القلب القصوى .
كيف تبطئ تراكم حمض اللاكتيك
يمكنك تحسين النقطة التي يتراكم فيها حمض اللاكتيك مع برامج تدريب محددة. الرياضيون غالبا ما يستخدمون هذه لتحسين أدائهم. وهي تشمل نظامًا لتدريبات الدولة أو الفترات الثابتة التي ستوصلهم إلى عتبة اللاكتات. من المهم أيضًا الحصول على النظام الغذائي الصحيح بحيث يتم تزويد العضلات بشكل جيد بالجليكوجين للحصول على الوقود. يتم الوصول إلى عتبة اللاكتات عادة بين 50 إلى 80 في المائة من وزن VO2 الرياضي (أقصى امتصاص للأكسجين). في الرياضيين النخبة يمكن رفعه إلى أبعد من ذلك ، مما يتيح لهم بذل المزيد من الجهد في أنشطتهم.
تفاصيل الأيض الهوائي
في عملية الأيض الهوائية ، يستخدم جسم الإنسان جزيء الجلوكوز لإنتاج 36 جزيء ثلاثي الأدينوسين (ATP). ATP هو ما يغذي عضلاتك. الاستقلاب اللاهوائي ، الذي يستخدم لتقلص العضلات القوي ، ينتج فقط جزيئين من ATP لكل جزيء جلوكوز ، لذلك فهو أقل كفاءة بكثير.
الأيض الهوائي هو جزء من التنفس الخلوي وينطوي على الخلايا التي تصنع الطاقة من خلال تحلل الدهون ، ودورة حمض الستريك ، ونقل الإلكترون / الفسفرة التأكسدية. هناك كيمياء مفصلة تشارك في كيفية إنتاج الجسم للطاقة لممارسة الرياضة .
كيف يستخدم جسمك الأيض الهوائي
يستخدم الجسم عملية الأيض الهوائية للطاقة طوال اليوم لتغذية النشاطات المنتظمة بالخلايا والعضلات والأعضاء. هذا هو السبب في أن لديك معدل الأيض الأساسي ، وهو مستوى من حرق السعرات الحرارية اللازمة فقط للحفاظ على وظائف الجسم الطبيعية ، وبصرف النظر عن حرق السعرات الحرارية النشاط البدني. إن الجسم الحي يحرق دائمًا بعض السعرات الحرارية ، حتى عند الراحة.
أيض الأيوبي هو أيضا لماذا تمتص رئتيك الأكسجين ليحملها الهيموجلوبين في الدم إلى أنسجتك. يستخدم الأكسجين في عملية الأيض الهوائية لأكسدة الكربوهيدرات وينتهي الأمر بذرات الأكسجين إلى الكربون في جزيء ثاني أكسيد الكربون الذي يتم إفرازه.
المنتجات الثانوية الوحيدة لعملية التمثيل الغذائي للالكربوهيدرات الهوائية هي ثاني أكسيد الكربون والماء. يتخلص جسمك من هذه المنتجات الثانوية عن طريق التنفس والتعرق والتبول. مقارنة مع عملية التمثيل الغذائي اللاهوائي ، والتي تنتج حمض اللبنيك كذلك ، ينتج الأيض الهوائي منتجات فرعية يسهل إزالتها من الجسم.
لماذا تريد استخدام الأيض الهوائية في التمرين؟
يتم إجراء تمارين هوائية بمعدل نبضات القلب أقل من 85 في المائة من معدل ضربات القلب القصوى ولا يستخدم تقلصات عضلية قوية. جسمك قادر على الحفاظ على تيار طاقة ثابت عن طريق تكسير الكربوهيدرات والدهون مع عمليات الأيض الهوائية.
أثناء التمرين ، يؤدي استخدام التمثيل الغذائي الهوائي للحصول على الطاقة إلى أقل وجع في العضلات بعد حدوثه باستخدام عملية الأيض اللاهوائي. إنها عملية الاحتراق الأنظف بدون منتجات ثانوية تؤدي إلى وجع. التمثيل الغذائي اللاهوائي ينتج عنه إنتاج حمض اللاكتيك. تشعر بالحرقة والتعب بسرعة لأنها تتراكم في العضلات التي يتم التعاقد عليها في تدريب القوة. كما يؤدي إلى تأخر ظهور ألم العضلات ، والأوجاع التي تشعر بها في اليوم التالي. تدريب القوة والقفز والركض هي أشكال نموذجية من التمارين التي تستخدم عمليات التمثيل الغذائي اللاهوائي.
عند ممارسة التمرينات المتوسطة الكثافة ، أنت تتنفس بما يكفي وحاجة عضلاتك إلى ATP بطيئة وثابتة بما يكفي لتحطيم الجليكوجين في الجلوكوز وتعبئة الدهون المخزنة للتكسير للحصول على الطاقة. يمكنك أيضًا تناول الكربوهيدرات التي يمكن للجسم استخدامها قبل نفاد جميع المخازن. الرياضيون الذين يحصلون على هذه التجربة الخاطئة يحطمون أو "يضربون الجدار".
أمثلة على التمارين الهوائية
تستخدم التمارين الهوائية مجموعات العضلات الكبيرة لأداء نفس الإجراءات لمدة لا تقل عن 10 دقائق في كل مرة. وهذا يرفع معدل ضربات القلب ومعدل التنفس حيث يقوم الجسم بتوصيل الأوكسجين اللازم لعضلاتك من أجل عملية الأيض الهوائية. هذا يحرق السكريات والدهون للحصول على الطاقة.
واحدة من أسهل التمارين الهوائية هي المشي بخطى سريعة حيث يمكنك أن تتنفس قليلا ولكن لا تزال قادرة على التحدث في جمل كاملة. يمكن لممارسة تمارين المشي الهوائية لمدة 30 دقيقة في اليوم توفير المستوى الموصى به من النشاط البدني لتعزيز الصحة الجيدة.
الجري ، ركوب الدراجات ، التجديف ، السباحة ، التزلج عبر البلاد ، وآلات تمرين القلب ، مثل المدربين البيضاويون ، سلالم الدرج ، المجاذيف ، وآلات التزلج يمكن أن توفر جميعها تمارين الأيروبيك. يمكنك أيضًا الاستمتاع بالرقص كنشاط هوائي. يمكن أن تكون هذه الأنشطة إما ذات كثافة معتدلة أو منطقة شدة قوية وتكون هوائية ، طالما أن معدل ضربات القلب لا يتجاوز 85 بالمائة من معدل ضربات القلب الأقصى.
في حين أن اليوغا والتاي تشي تستخدمان عملية الأيض الهوائية ، إلا أنهما لا ترفعان معدل ضربات قلبك بما يكفي ليعتبر تمرينًا هوائيًا متوسط الكثافة.
فقدان الوزن والأيض الهوائي
إذا كان هدفك هو إنقاص الوزن من خلال التمرين ، فإن الأيض الهوائي هو صديقك لأنه يأخذ الدهون من الخلايا الدهنية ويحرقها لإنتاج الطاقة للعضلات. كما أنه يحرق السكريات المتوفرة والمحفوظة (الكربوهيدرات) في خلاياك ، لذا لن تتم معالجة أي فائض إلى دهون. الطعام الذي تأكله سوف يجدد مخازن الطاقة المتوفرة لديك. إذا كنت لا تأكل سعرات حرارية أكثر مما تحرق ، فلن تخزن سعرات حرارية إضافية كالدهون. ولكن يجب عليك أيضًا أن تتذكر أن التمرين سيبني العضلات ، لذا فقد تفقد كتلة العضلات أثناء فقدان الدهون.
> المصادر:
> ما مدى النشاط البدني الذي يحتاجه البالغون؟ مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها. https://www.cdc.gov/physicalactivity/basics/adults/index.htm.
> الأيض. مدلاين. https://medlineplus.gov/ency/article/002257.htm.
> Milioni F، Zagatto A، Barbieri R، et al. مساهمة نظم الطاقة في اختبار العدو اللاهوائي القائم على الجير. المجلة الدولية للطب الرياضي . 2017؛ 38 (03): 226-232. دوى: 10.1055 / ق-0042-117722.
> معدل ضربات القلب المستهدف والحد الأقصى لمعدل ضربات القلب. مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها. https://www.cdc.gov/physicalactivity/basics/adults/index.htm.